1.一种物流远程监控及故障协助处理方法，该方法包括： 1)提供一种物流远程监控及故障协助处理系统，设置于多功能无人 驾驶电动汽车，所述电动汽车包括DSP处理芯片、超声波测距设备、图像 检测设备、行驶控制设备和自动充电设备，超声波测距设备用于检测电动 汽车距离周围目标的距离，图像检测设备用于检测电动汽车周围目标的类 型和相关信息，DSP处理芯片与超声波测距设备、图像检测设备、行驶控 制设备和自动充电设备分别连接，用于基于超声波测距设备和图像检测设 备的输出实现对行驶控制设备和自动充电设备的控制操作； 2)运行所述处理系统。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动汽车包括： ZIGBEE通信设备，设置在电动汽车上，用于与充电桩的ZIGBEE通 信接口进行握手操作，握手成功则发出充电桩合格信号，握手失败则发出 充电桩不合格信号； 自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、位移驱动器、机械 手和充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机械手上，定位器用 于检测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位移驱动器与定位器 连接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电插座，机械手用于 在抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电插座中； 环境温度感应设备，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车所 在环境的实时温度； 前端超声波测距设备，设置在电动汽车前部，与环境温度感应设备连 接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波的传播速度 检测电动汽车前部距离充电桩的实时相差距离； 左侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身左侧的下端，与环境温度 感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波 的传播速度检测电动汽车左侧分别距离车身左侧障碍物或道路左侧边沿 的实时距离，并作为左侧实时距离输出； 右侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，与环境温度 感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波 的传播速度检测电动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧边沿 的实时距离，并作为右侧实时距离输出； CMOS高清摄像设备，由多个CMOS高清摄像头组成，用于拍摄多个 电动汽车周围环境图像，其中，多个CMOS高清摄像头分别设置在电动汽 车的车身不同位置； 方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与DSP处理芯片 连接，用于基于电动汽车的驱动车轮的转弯角度或驱动方向计算电动汽车 的转向齿轮转角； 转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制 器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号； 转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器 和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号实现电动汽 车的驱动车轮的转弯角度； DSP处理芯片，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与左侧超声波测距 设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和方向电机控制器分别 连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周围环境图像构建电 动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右侧实时距离确定电 动汽车的驱动车轮的转弯角度； 频分双工通信设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当 前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置 附近各个充电站的占用百分比，还从远端的交通管理服务器处接收抵达当 前GPS位置附近各个充电站所分别对应的各个路段的拥堵程度； GPS导航仪，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前 GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近 各个充电站的GPS位置； 剩余电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的 实时剩余电量； 行驶控制设备，设置在电动汽车上，与电动汽车的方向电机控制器和 速度电机控制器连接，用于接收位置控制信号，基于位置控制信号确定驱 动方向和驱动速度，并将驱动方向和驱动速度分别发送给方向电机控制器 和速度电机控制器； 齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动 电机与电动汽车的驱动车轮连接； 图像采集识别设备，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以获得前方图 像，并对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发 出存在充电桩信号或不存在充电桩信号； 其中，DSP处理芯片还与频分双工通信设备、剩余电量检测设备、行 驶控制设备、GPS导航仪、图像采集识别设备、前端超声波测距设备、 ZIGBEE通信设备和自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第 一预设电量阈值时，进入自动导航模式； 其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，启动频分双工通信设备、GPS 导航仪和图像采集识别设备，从GPS导航仪处接收当前GPS位置和附近 各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给频分双工通信设备以获 得附近各个充电站的占用百分比以及附近各个充电站分别对应的各个路 段的拥堵程度，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当 前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于 每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度权重、附近每一个充电站 的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权 重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度越低，便利程度越高，占 用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利 程度最高的附近充电站作为目标充电站； 其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，还基于当前GPS位置和目标 充电站的GPS位置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制设 备以控制电动汽车前往预存电子地图中最近充电站，当从图像采集识别设 备处接收到存在充电桩信号时，启动前端超声波测距设备和ZIGBEE通信 设备，在接收到充电桩合格信号且实时相差距离小于等于预设距离阈值 时，启动自动充电设备以将充电头插入充电桩的充电插座中，DSP处理芯 片退出自动导航模式； 其中，图像采集识别设备还包括图像采集器件，图像采集器件借用 CMOS高清摄像设备中的前方CMOS高清摄像头，前方CMOS高清摄像 头设置在电动汽车的车身的正前方，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以 获得前方图像。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于： 图像采集识别设备还包括充电桩识别器件，充电桩识别器件与前方 CMOS高清摄像头连接，用于对前方图像进行图像识别以确定前方是否存 在充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不存在充电桩信号。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于： DSP处理芯片在实时剩余电量大于等于第二预设电量阈值，控制自动 充电设备的机械手以将充电头拔离充电桩的充电插座，第二预设电量阈值 大于第一预设电量阈值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于： 预设距离阈值、第一预设电量阈值、第二预设电量阈值、拥堵程度权 重、占用百分比权重和距离权重均为预设固定数值。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于： 预设距离阈值、第一预设电量阈值、第二预设电量阈值、拥堵程度权 重、占用百分比权重和距离权重均为可变数值。
1.一种物流远程监控及故障协助处理方法，该方法包括： 1)提供一种物流远程监控及故障协助处理系统，设置于多功能无人 驾驶电动汽车，所述电动汽车包括DSP处理芯片、超声波测距设备、图像 检测设备、行驶控制设备和自动充电设备，超声波测距设备用于检测电动 汽车距离周围目标的距离，图像检测设备用于检测电动汽车周围目标的类 型和相关信息，DSP处理芯片与超声波测距设备、图像检测设备、行驶控 制设备和自动充电设备分别连接，用于基于超声波测距设备和图像检测设 备的输出实现对行驶控制设备和自动充电设备的控制操作； 2)运行所述处理系统。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动汽车包括： ZIGBEE通信设备，设置在电动汽车上，用于与充电桩的ZIGBEE通 信接口进行握手操作，握手成功则发出充电桩合格信号，握手失败则发出 充电桩不合格信号； 自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、位移驱动器、机械 手和充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机械手上，定位器用 于检测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位移驱动器与定位器 连接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电插座，机械手用于 在抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电插座中； 环境温度感应设备，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车所 在环境的实时温度； 前端超声波测距设备，设置在电动汽车前部，与环境温度感应设备连 接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波的传播速度 检测电动汽车前部距离充电桩的实时相差距离； 左侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身左侧的下端，与环境温度 感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波 的传播速度检测电动汽车左侧分别距离车身左侧障碍物或道路左侧边沿 的实时距离，并作为左侧实时距离输出； 右侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，与环境温度 感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波 的传播速度检测电动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧边沿 的实时距离，并作为右侧实时距离输出； CMOS高清摄像设备，由多个CMOS高清摄像头组成，用于拍摄多个 电动汽车周围环境图像，其中，多个CMOS高清摄像头分别设置在电动汽 车的车身不同位置； 方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与DSP处理芯片 连接，用于基于电动汽车的驱动车轮的转弯角度或驱动方向计算电动汽车 的转向齿轮转角； 转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制 器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号； 转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器 和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号实现电动汽 车的驱动车轮的转弯角度； DSP处理芯片，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与左侧超声波测距 设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和方向电机控制器分别 连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周围环境图像构建电 动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右侧实时距离确定电 动汽车的驱动车轮的转弯角度； 频分双工通信设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当 前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置 附近各个充电站的占用百分比，还从远端的交通管理服务器处接收抵达当 前GPS位置附近各个充电站所分别对应的各个路段的拥堵程度； GPS导航仪，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前 GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近 各个充电站的GPS位置； 剩余电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的 实时剩余电量； 行驶控制设备，设置在电动汽车上，与电动汽车的方向电机控制器和 速度电机控制器连接，用于接收位置控制信号，基于位置控制信号确定驱 动方向和驱动速度，并将驱动方向和驱动速度分别发送给方向电机控制器 和速度电机控制器； 齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动 电机与电动汽车的驱动车轮连接； 图像采集识别设备，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以获得前方图 像，并对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发 出存在充电桩信号或不存在充电桩信号； 其中，DSP处理芯片还与频分双工通信设备、剩余电量检测设备、行 驶控制设备、GPS导航仪、图像采集识别设备、前端超声波测距设备、 ZIGBEE通信设备和自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第 一预设电量阈值时，进入自动导航模式； 其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，启动频分双工通信设备、GPS 导航仪和图像采集识别设备，从GPS导航仪处接收当前GPS位置和附近 各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给频分双工通信设备以获 得附近各个充电站的占用百分比以及附近各个充电站分别对应的各个路 段的拥堵程度，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当 前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于 每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度权重、附近每一个充电站 的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权 重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度越低，便利程度越高，占 用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利 程度最高的附近充电站作为目标充电站； 其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，还基于当前GPS位置和目标 充电站的GPS位置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制设 备以控制电动汽车前往预存电子地图中最近充电站，当从图像采集识别设 备处接收到存在充电桩信号时，启动前端超声波测距设备和ZIGBEE通信 设备，在接收到充电桩合格信号且实时相差距离小于等于预设距离阈值 时，启动自动充电设备以将充电头插入充电桩的充电插座中，DSP处理芯 片退出自动导航模式； 其中，图像采集识别设备还包括图像采集器件，图像采集器件借用 CMOS高清摄像设备中的前方CMOS高清摄像头，前方CMOS高清摄像 头设置在电动汽车的车身的正前方，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以 获得前方图像。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于： 图像采集识别设备还包括充电桩识别器件，充电桩识别器件与前方 CMOS高清摄像头连接，用于对前方图像进行图像识别以确定前方是否存 在充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不存在充电桩信号。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于： DSP处理芯片在实时剩余电量大于等于第二预设电量阈值，控制自动 充电设备的机械手以将充电头拔离充电桩的充电插座，第二预设电量阈值 大于第一预设电量阈值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于： 预设距离阈值、第一预设电量阈值、第二预设电量阈值、拥堵程度权 重、占用百分比权重和距离权重均为预设固定数值。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于： 预设距离阈值、第一预设电量阈值、第二预设电量阈值、拥堵程度权 重、占用百分比权重和距离权重均为可变数值。
翻译：技术领域
本发明涉及物流领域，尤其涉及一种物流远程监控及故障协助处理方 法。
背景技术
现有的物流监控系统，在检测中心检测到运输终端出现故障和异常 时，通常对车载人员进行提醒，由车载人员进行故障的排查，并人工选择 维修点及转库场地，严重影响了工作效率，同时容易造成冷藏货物的损坏。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种物流远程监控及故障协助处理系 统，设置于多功能无人驾驶电动汽车，所述电动汽车包括DSP处理芯片、 超声波测距设备、图像检测设备、行驶控制设备和自动充电设备，超声波 测距设备用于检测电动汽车距离周围目标的距离，图像检测设备用于检测 电动汽车周围目标的类型和相关信息，DSP处理芯片与超声波测距设备、 图像检测设备、行驶控制设备和自动充电设备分别连接，用于基于超声波 测距设备和图像检测设备的输出实现对行驶控制设备和自动充电设备的 控制操作。
更具体地，在所述多功能无人驾驶电动汽车中，包括：ZIGBEE通信 设备，设置在电动汽车上，用于与充电桩的ZIGBEE通信接口进行握手操 作，握手成功则发出充电桩合格信号，握手失败则发出充电桩不合格信号； 自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、位移驱动器、机械手和 充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机械手上，定位器用于检 测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位移驱动器与定位器连 接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电插座，机械手用于在 抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电插座中；环境温度感 应设备，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车所在环境的实时温 度；前端超声波测距设备，设置在电动汽车前部，与环境温度感应设备连 接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波的传播速度 检测电动汽车前部距离充电桩的实时相差距离；左侧超声波测距设备，位 于电动汽车的车身左侧的下端，与环境温度感应设备连接，用于基于实时 温度确定超声波的传播速度，并基于超声波的传播速度检测电动汽车左侧 分别距离车身左侧障碍物或道路左侧边沿的实时距离，并作为左侧实时距 离输出；右侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，与环境 温度感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超 声波的传播速度检测电动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧 边沿的实时距离，并作为右侧实时距离输出；CMOS高清摄像设备，由多 个CMOS高清摄像头组成，用于拍摄多个电动汽车周围环境图像，其中， 多个CMOS高清摄像头分别设置在电动汽车的车身不同位置；方向电机控 制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与DSP处理芯片连接，用于基于 电动汽车的驱动车轮的转弯角度或驱动方向计算电动汽车的转向齿轮转 角；转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制 器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号；转向 驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽 车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号实现电动汽车的驱动 车轮的转弯角度；DSP处理芯片，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与左 侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和方向电 机控制器分别连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周围环 境图像构建电动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右侧实 时距离确定电动汽车的驱动车轮的转弯角度；频分双工通信设备，设置在 电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理 服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比，还 从远端的交通管理服务器处接收抵达当前GPS位置附近各个充电站所分 别对应的各个路段的拥堵程度；GPS导航仪，用于接收GPS定位卫星实时 发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动 汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；剩余电量检测设备， 设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；行驶控制 设备，设置在电动汽车上，与电动汽车的方向电机控制器和速度电机控制 器连接，用于接收位置控制信号，基于位置控制信号确定驱动方向和驱动 速度，并将驱动方向和驱动速度分别发送给方向电机控制器和速度电机控 制器；齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱 动电机与电动汽车的驱动车轮连接；图像采集识别设备，用于对电动汽车 前方景象进行拍摄以获得前方图像，并对前方图像进行图像识别以确定前 方是否存在充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不存在充电桩信号； 其中，DSP处理芯片还与频分双工通信设备、剩余电量检测设备、行驶控 制设备、GPS导航仪、图像采集识别设备、前端超声波测距设备、ZIGBEE 通信设备和自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第一预设电 量阈值时，进入自动导航模式；其中，DSP处理芯片在自动导航模式中， 启动频分双工通信设备、GPS导航仪和图像采集识别设备，从GPS导航仪 处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发 送给频分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比以及附近各 个充电站分别对应的各个路段的拥堵程度，基于当前GPS位置和附近各个 充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各 个充电站GPS距离，基于每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度 权重、附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充 电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度 越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短， 便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站；其中， DSP处理芯片在自动导航模式中，还基于当前GPS位置和目标充电站的 GPS位置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制设备以控制 电动汽车前往预存电子地图中最近充电站，当从图像采集识别设备处接收 到存在充电桩信号时，启动前端超声波测距设备和ZIGBEE通信设备，在 接收到充电桩合格信号且实时相差距离小于等于预设距离阈值时，启动自 动充电设备以将充电头插入充电桩的充电插座中，DSP处理芯片退出自动 导航模式；其中，图像采集识别设备还包括图像采集器件，图像采集器件 借用CMOS高清摄像设备中的前方CMOS高清摄像头，前方CMOS高清 摄像头设置在电动汽车的车身的正前方，用于对电动汽车前方景象进行拍 摄以获得前方图像。
更具体地，在所述多功能无人驾驶电动汽车中：图像采集识别设备还 包括充电桩识别器件，充电桩识别器件与前方CMOS高清摄像头连接，用 于对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发出存 在充电桩信号或不存在充电桩信号。
更具体地，在所述多功能无人驾驶电动汽车中：DSP处理芯片在实时 剩余电量大于等于第二预设电量阈值，控制自动充电设备的机械手以将充 电头拔离充电桩的充电插座，第二预设电量阈值大于第一预设电量阈值。
更具体地，在所述多功能无人驾驶电动汽车中：预设距离阈值、第一 预设电量阈值、第二预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距 离权重均为预设固定数值。
更具体地，在所述多功能无人驾驶电动汽车中：预设距离阈值、第一 预设电量阈值、第二预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距 离权重均为可变数值。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的多功能无人驾驶电动汽车的结构方 框图。
附图标记：1DSP处理芯片；2超声波测距设备；3图像检测设备；4 行驶控制设备；5自动充电设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的多功能无人驾驶电动汽车的实施方案进 行详细说明。
当前，无人驾驶电动汽车的无人化研究主要集中在正常驾驶状态下的 人工替换技术，对一些特殊状态下的电动汽车仍需要人工操作或远程干 预，电动汽车的无人化仍有进步的空间。
具体看来，当前的无人驾驶电动汽车仍具有以下不足：(1)缺乏自 动转弯控制系统，无法替换人工驾驶操作完成准确的转弯控制；(2)缺 乏道路检测设备，无法提取道路参数以用作转弯参考数据；(3)只具有 简单的导航设备，无法提供更准确的导航信息，例如，在电动汽车电力不 足的情况下，只能提供附近各个充电站的具体位置，而不能获取附近各个 充电站的使用情况、相距距离以及相应道路的拥堵程度，更无法在此基础 上确定最方便的目标充电站；(4)缺乏自动充电机制，电动汽车的充电 操作仍需要人工完成。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种多功能无人驾驶电动汽车，首 先，能够实现完全自动化的电子式转弯，其次，能够根据附近各个充电站 的使用情况、距离电动汽车的相对距离以及对应道路的拥堵情况来确定附 近每一个充电站的便利程度，为电动汽车用户选择最合适的充电站；最后， 能够搭建自动充电结构，以替代人工充电方式，实现完全自动化的电子式 充电，从而从整体上提高电动汽车的无人驾驶能力。
图1为根据本发明实施方案示出的多功能无人驾驶电动汽车的结构方 框图，所述电动汽车包括DSP处理芯片、超声波测距设备、图像检测设备、 行驶控制设备和自动充电设备，超声波测距设备用于检测电动汽车距离周 围目标的距离，图像检测设备用于检测电动汽车周围目标的类型和相关信 息，DSP处理芯片与超声波测距设备、图像检测设备、行驶控制设备和自 动充电设备分别连接，用于基于超声波测距设备和图像检测设备的输出实 现对行驶控制设备和自动充电设备的控制操作。
接着，继续对本发明的多功能无人驾驶电动汽车的具体结构进行进一 步的说明。
所述电动汽车包括：ZIGBEE通信设备，设置在电动汽车上，用于与 充电桩的ZIGBEE通信接口进行握手操作，握手成功则发出充电桩合格信 号，握手失败则发出充电桩不合格信号。
所述电动汽车包括：自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、 位移驱动器、机械手和充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机 械手上，定位器用于检测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位 移驱动器与定位器连接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电 插座，机械手用于在抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电 插座中。
所述电动汽车包括：环境温度感应设备，位于电动汽车的车身外侧， 用于检测电动汽车所在环境的实时温度；前端超声波测距设备，设置在电 动汽车前部，与环境温度感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的 传播速度，并基于超声波的传播速度检测电动汽车前部距离充电桩的实时 相差距离。
所述电动汽车包括：左侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身左侧 的下端，与环境温度感应设备连接，用于基于实时温度确定超声波的传播 速度，并基于超声波的传播速度检测电动汽车左侧分别距离车身左侧障碍 物或道路左侧边沿的实时距离，并作为左侧实时距离输出；右侧超声波测 距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，与环境温度感应设备连接，用 于基于实时温度确定超声波的传播速度，并基于超声波的传播速度检测电 动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧边沿的实时距离，并作为 右侧实时距离输出。
所述电动汽车包括：CMOS高清摄像设备，由多个CMOS高清摄像头 组成，用于拍摄多个电动汽车周围环境图像，其中，多个CMOS高清摄像 头分别设置在电动汽车的车身不同位置。
所述电动汽车包括：方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘 内，与DSP处理芯片连接，用于基于电动汽车的驱动车轮的转弯角度或驱 动方向计算电动汽车的转向齿轮转角；转向电机驱动器，设置在电动汽车 的驱动车轮上方，与方向电机控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮 转角确定电机驱动控制信号。
所述电动汽车包括：转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方， 与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控 制信号实现电动汽车的驱动车轮的转弯角度。
所述电动汽车包括：DSP处理芯片，设置在电动汽车的前端仪表盘内， 与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和方 向电机控制器分别连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周 围环境图像构建电动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右 侧实时距离确定电动汽车的驱动车轮的转弯角度。
所述电动汽车包括：频分双工通信设备，设置在电动汽车的外侧，用 于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动 汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比，还从远端的交通管理 服务器处接收抵达当前GPS位置附近各个充电站所分别对应的各个路段 的拥堵程度；GPS导航仪，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车 的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位 置附近各个充电站的GPS位置。
所述电动汽车包括：剩余电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上， 用于检测蓄电池的实时剩余电量；行驶控制设备，设置在电动汽车上，与 电动汽车的方向电机控制器和速度电机控制器连接，用于接收位置控制信 号，基于位置控制信号确定驱动方向和驱动速度，并将驱动方向和驱动速 度分别发送给方向电机控制器和速度电机控制器；齿轮齿条转向器，设置 在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮 连接。
所述电动汽车包括：图像采集识别设备，用于对电动汽车前方景象进 行拍摄以获得前方图像，并对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在 充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不存在充电桩信号。
其中，DSP处理芯片还与频分双工通信设备、剩余电量检测设备、行 驶控制设备、GPS导航仪、图像采集识别设备、前端超声波测距设备、 ZIGBEE通信设备和自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第 一预设电量阈值时，进入自动导航模式。
其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，启动频分双工通信设备、GPS 导航仪和图像采集识别设备，从GPS导航仪处接收当前GPS位置和附近 各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给频分双工通信设备以获 得附近各个充电站的占用百分比以及附近各个充电站分别对应的各个路 段的拥堵程度，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当 前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于 每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度权重、附近每一个充电站 的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权 重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度越低，便利程度越高，占 用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利 程度最高的附近充电站作为目标充电站。
其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，还基于当前GPS位置和目标 充电站的GPS位置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制设 备以控制电动汽车前往预存电子地图中最近充电站，当从图像采集识别设 备处接收到存在充电桩信号时，启动前端超声波测距设备和ZIGBEE通信 设备，在接收到充电桩合格信号且实时相差距离小于等于预设距离阈值 时，启动自动充电设备以将充电头插入充电桩的充电插座中，DSP处理芯 片退出自动导航模式。
其中，图像采集识别设备还包括图像采集器件，图像采集器件借用 CMOS高清摄像设备中的前方CMOS高清摄像头，前方CMOS高清摄像 头设置在电动汽车的车身的正前方，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以 获得前方图像。
可选地，在所述电动汽车中：图像采集识别设备还包括充电桩识别器 件，充电桩识别器件与前方CMOS高清摄像头连接，用于对前方图像进行 图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不 存在充电桩信号；DSP处理芯片在实时剩余电量大于等于第二预设电量阈 值，控制自动充电设备的机械手以将充电头拔离充电桩的充电插座，第二 预设电量阈值大于第一预设电量阈值；预设距离阈值、第一预设电量阈值、 第二预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为预设 固定数值；以及预设距离阈值、第一预设电量阈值、第二预设电量阈值、 拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均可以为可变数值。
另外，DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字 信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处 理算法。
根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：(1) 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分 开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速RAM，通常可通过独 立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转 的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件I/O支持；(6)具有在单周期 内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持 流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
采用本发明的多功能无人驾驶电动汽车，针对现有技术中无人驾驶电 动汽车无法应对非常态的行驶情况的技术问题，通过引入各种电子辅助设 备和机械化操作设备，对无人驾驶电动汽车的整体结构进行无人化升级， 以自行完成自动转弯、自动搜索充电站、自动识别充电桩以及自动充电的 操作过程，从而在非常态的行驶情况下避免人工操作和远程操作的介入， 真正实现整个行驶过程的无人驾驶。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施 例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离 本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术 方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的 范围内。
